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In der Physik werden grundlegende Phänomene in der Natur untersucht

Grundlegende Phänomene in der Natur wird von der Physik untersucht. Die Absicht ist es dabei, Verhalten und Eigenschaften der Natur erklären zu können mithilfe von Gesetzmäßigkeiten und quantitativen Modellen. Besonders befasst sie sich mit Energie und Materie in der Wechselwirkung zu Zeit und Raum. In der Physik besteht die Arbeitsweise aus experimentellen Methoden und einer theoretischen Modellbildung, worin häufig mathematische Methoden angewandt werden. Die Theorien der Physik bewähren sich in ihrer Anwendbarkeit in der Natur dadurch, dass bei Kenntnis der Anfangszustände eine relativ zuverlässige Aussage über die Endzustände gemacht werden können. Alle erforschbaren Prozesse naturwissenschaftlicher Art lassen sich durch physikalische Prozesse erklären. Neben den übrigen Naturwissenschaften sind auch viele angewandten Wissenschaften wie die Medizin, Technik oder Ingenieurwissenschaften von der Physik abhängig.

Geschichte der Physik

Die Ursprünge der heutigen Physik liegen bei den Einzelstudien und Theorien antiker Wissenschaftler. Hier war die Physik noch eng mit der Philosophie verbunden. Während des 13. und 14. Jahrhunderts jedoch sprechen sich viele Philosophen und Naturforscher dafür, der Naturerkenntnis eine größere Eigenständigkeit einzuräumen. Dies war ein Vorgang, der sich nicht aufhalten ließ. Im 16. und 17. Jahrhundert werden dabei große Fortschritte in den Erkenntnissen der Physik gemacht, bedeutende Physiker sind hierin Galileo Galilei und Isaac Newton. Dadurch etabliert sich die Physik endgültig als eine selbstständige Disziplin. Die Physik wird daraufhin in zwei große Bereiche eingeteilt, die theoretische Physik und die Experimentalphysik. Die theoretische Physik beschäftigt sich hauptsächlich mit Naturgesetzen und formellen Beschreibungen. Die Experimentalphysik hingegen beschäftigt sich mit Beobachtungen natürlicher Phänomene und reproduzierbaren Messungen. Dabei steht die Physik in enger Verbindung zu den Ingenieurwissenschaften und den meisten naturwissenschaftlichen Bereichen wie Astrologie, Chemie, Biologie und Geowissenschaften. In heutiger Zeit ist vor allem der Übergang von der Chemie zur Physik fließend.

Die Vorgehensweise in der Physik

Die Erkenntnisgewinnung geschieht in der Physik in einem engen Zusammenspiel zwischen Experiment und Theorie. Somit werden empirisch Daten gesammelt, ausgewertet und dazu werden theoretische Modelle erstellt, um diese Phänomene zu erklären. Im 20. Jahrhundert haben sich hierbei Spezialisierungen herausgebildet, die heute besonders die professionelle Physik prägen. Zunächst gibt es die Experimentalphysik. Obgleich bei manchen Naturwissenschaften wie der Astrologie und der Meteorologie hauptsächlich Beobachtungen vorrangig sind, steht im Bereich der Physik das Experiment im Vordergrund. Dabei ist die Experimentalphysik darum bemüht, mithilfe von Experimenten Gesetzmäßigkeiten in der Natur aufzuspüren und dank empirischer Modelle diese zu beschreiben. Die theoretische Physik hingegen versucht, die Funde der Experimentalphysik mathematisch auf bereits bekannte Grundlagentheorien zu verweisen oder falls noch keine Theorie vorhanden ist, selbst eine aufzustellen. Neben diesen grundlegenden Bereichen der modernen Physik gibt es noch weitere Teilbereiche. Diese sind die mathematische Physik, die angewandte Physik und die Computerphysik. Zwar wird die mathematische Physik als ein Teilbereich der theoretischen Physik betrachtet, doch beschäftigt sich die mathematische Physik ausschließlich mit mathematischen Eigenschaften eines Modells, besonders mit seiner tiefer liegenden Symmetrie. Die angewandte Physik steht hingegen zu einer Abgrenzung zur Experimentalphysik. Hierin werden physikalische Zustände jedoch nicht seiner selbst willen untersucht, sondern aus nicht-physikalischen Gründen, wie der Technik oder der Elektronik.

Foto: Pulsar75 – Fotolia

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